本實用新型涉及高頻逆變熱切割技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種SiC逆變式等離子切割電源。

背景技術(shù)：

目前，在小功率切割電源領(lǐng)域已經(jīng)普遍采用高效節(jié)能、體積小巧的MOSFET或者IGBT逆變式等離子切割電源；而在中大功率領(lǐng)域，由于其工藝所需要的電壓高、功率強，目前仍以整流或者斬波方式的等離子切割電源為主，雖然工作相對可靠，技術(shù)上也比較成熟，但設(shè)備體積龐大、笨重、能耗低、效率低，且由于其結(jié)構(gòu)原因，動靜態(tài)特性均不夠理想，限制了切割質(zhì)量的進一步提高；同時，Si基功率整流二極管存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，在關(guān)斷過程存在非常明顯的反向恢復(fù)效應(yīng)，易于出現(xiàn)很高的電壓尖峰，危及主電路的工作安全；此外，等離子弧切割電源的空載電壓很高，在引弧切割瞬間的瞬態(tài)電流沖擊非常大；上述因素導(dǎo)致大功率逆變式等離子切割電源的可靠性還未能得到很好的解決，工業(yè)生產(chǎn)中還非常缺乏中大功率的逆變式等離子切割電源。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點與不足，提供一種SiC逆變式等離子切割電源。該電源逆變頻率高，體積小巧，重量輕，節(jié)約制造原材料，能效高，節(jié)能效果明顯，并具有優(yōu)異的動特性，既可以應(yīng)用于小功率場合，也能穩(wěn)定可靠地應(yīng)用于中大功率切割場合。

為了達到上述目的，本實用新型通過下述技術(shù)方案予以實現(xiàn)：一種SiC逆變式等離子切割電源，其特征在于：包括主電路和閉環(huán)控制電路；所述主電路包括依次連接的噪聲抑制模塊、工頻整流濾波模塊、SiC逆變換流模塊、功率變壓器和SiC整流與平滑模塊，以及非接觸引弧模塊；其中，噪聲抑制模塊與交流輸入電源連接；SiC整流與平滑模塊和非接觸引弧模塊分別與負載連接；

所述閉環(huán)控制電路包括人機交互模塊、DSC控制器、故障診斷保護模塊、SiC高頻驅(qū)動模塊以及負載電信號檢測模塊；所述人機交互模塊、故障診斷保護模塊、SiC高頻驅(qū)動模塊、負載電信號檢測模塊和非接觸引弧模塊分別與DSC控制器連接；所述故障診斷保護模塊還分別與SiC逆變換流模塊和功率變壓器連接；SiC高頻驅(qū)動模塊還與SiC逆變換流模塊連接；負載電信號檢測模塊還與SiC整流與平滑模塊連接。

優(yōu)選地，所述工頻整流濾波模塊包括整流器BR1、電感L1和電容C11；

所述SiC逆變換流模塊包括SiC功率開關(guān)器件Q1、SiC功率開關(guān)器件Q2、SiC功率開關(guān)器件Q3、SiC功率開關(guān)器件Q4、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4和電容Cr；

所述功率變壓器包括變壓器T1、電容C12和電阻R12；

所述SiC整流與平滑模塊包括SiC整流二極管D1、SiC整流二極管D2、SiC整流二極管D3、SiC整流二極管D4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、壓敏電阻YR1、壓敏電阻YR2、壓敏電阻YR3、壓敏電阻YR4和電感L2；

所述噪聲抑制模塊與整流器BR1的輸入端連接；電感L1和電容C11串聯(lián)，之后并聯(lián)在整流器BR1的輸出端；

電容C11與SiC功率開關(guān)器件Q1和SiC功率開關(guān)器件Q2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，并且與SiC功率開關(guān)器件Q3和SiC功率開關(guān)器件Q4組成的串聯(lián)電路并聯(lián)；電阻R1和電容C1串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q1上；電阻R2和電容C2串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q2上；電阻R3和電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q3上；電阻R4和電容C4串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q4上；SiC功率開關(guān)器件Q1和SiC功率開關(guān)器件Q2的連接點通過電容Cr和變壓器T1初級與SiC功率開關(guān)器件Q3和SiC功率開關(guān)器件Q4的連接點連接；電容C12和電阻R12串聯(lián)后并聯(lián)在變壓器T1初級上；變壓器T1次級與SiC整流二極管D1和SiC整流二極管D2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，并且與SiC整流二極管D3和SiC整流二極管D4組成的串聯(lián)電路并聯(lián)；電容C5和電阻R5串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D1和壓敏電阻YR1并聯(lián)；電阻R6和電容C6串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D2和壓敏電阻YR2并聯(lián)；電容C7和電阻R7串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D3和壓敏電阻YR3并聯(lián)；電阻R8和電容C8串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D4和壓敏電阻YR4并聯(lián)；SiC整流二極管D1和SiC整流二極管D2的連接點通過電感L2和電容C9與SiC整流二極管D3和SiC整流二極管D4的連接點連接；電阻R9和電容C10分別并聯(lián)在電容C9上；電容C10的一端與負載的正端連接，電容C10的另一端通過耦合變壓器器T2初級與負載的負端連接；耦合變壓器器T2次級與非接觸引弧模塊連接。

優(yōu)選地，所述非接觸引弧模塊包括型號為IC1 555的觸發(fā)器、SiC型場效應(yīng)晶體管Q110、升壓變壓器T103、整流橋B101、放電器101、放電器102和高壓充電電容C106，以及其它外圍輔助電路。

優(yōu)選地，所述SiC高頻驅(qū)動模塊包括場效應(yīng)管M201、場效應(yīng)管M202、場效應(yīng)管M203、場效應(yīng)管M204、變壓器T201、變壓器T202和四個SiC驅(qū)動電路，以及其它外圍輔助電路。

優(yōu)選地，所述負載電信號檢測模塊包括電流采樣電路和電壓分壓采樣電路；所述電流采樣電路包括包括霍爾電流傳感器、型號為AD629的芯片U301和型號為OP177的芯片U302，以及其它外圍輔助電路；所述電壓分壓采樣電路包括由電阻R401和電阻402組成的分壓單元、型號為LF353的芯片U401和型號為HCNR201的芯片U402，以及其它外圍輔助電路。

優(yōu)選地，所述故障診斷保護模塊包括過壓欠壓監(jiān)測電路、缺相檢測電路和過熱檢測電路；所述過壓欠壓監(jiān)測電路包括由電阻R513、電阻R514、電阻R517和電阻R518組成的橋式電路、VCC直流源、比較器U501、比較器U502、光耦U515和光耦U516，以及其它外圍輔助電路；所述缺相檢測電路包括比較器U503和光耦U514，以及其它外圍輔助電路。

優(yōu)選地，所述噪聲抑制模塊包括三相共模電感Lcm、三相差模電感L_dm、X電容、Y電容和泄放電阻。

優(yōu)選地，所述DSC控制器包括內(nèi)嵌FREERTOS系統(tǒng)的DSC微處理器、電源單元、外部時鐘振蕩單元、復(fù)位單元和JTAG調(diào)試接口。

本實用新型電源創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)原理為：首先，SiC功率器件的開關(guān)速度快，開關(guān)損耗低，因此基于SiC功率器件的超高頻逆變技術(shù)能夠大幅度地提高電源的逆變頻率，從而使得電源主電路的磁性功率器件以及平滑濾波器件的體積和重量大幅降低，能量傳遞效率進一步提高；其次，由于SiC功率器件幾乎不存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使得它在開關(guān)過程不存在反向恢復(fù)效應(yīng)，不易產(chǎn)生大的電壓電流尖峰，器件工作應(yīng)力環(huán)境大為改善，提高了可靠性；然后，SiC功率器件具有更好的熱耐受性，不僅可靠性提高，而且散熱器的體積和重量也可以大幅度地降低，體積更小，重量更輕，功率密度更高，綜合制造成本更低；最后，由于工作頻率提高，電源的動特性得到了明顯提高，使得電源對切割電流的控制更為精細化，易于提高切割質(zhì)量。

本實用新型電源的工作原理為：三相/單相交流輸入電源經(jīng)工頻整流濾波模塊實現(xiàn)整流濾波形成直流電，通過SiC逆變換流模塊進行超高頻開關(guān)，轉(zhuǎn)換成200kHz以上的高頻交流方波脈沖，經(jīng)功率變壓器高頻變換隔離后由SiC整流與平滑模塊進行整流平滑為適合于等離子切割用的直流電源。

非接觸引弧模塊用于產(chǎn)生高頻高壓電脈沖，擊穿等離子切割槍與工件之間的空氣間隙，實現(xiàn)可靠引??；負載電信號檢測模塊主要用于實時檢測等離子切割電源輸出的電流和電壓波形，并提供給DSC控制器；人機交互模塊主要實現(xiàn)工藝參數(shù)的預(yù)設(shè)、狀態(tài)的顯示等功能；DSC控制器主要根據(jù)人機交互模塊的預(yù)設(shè)值與負載電信號檢測模塊提供的反饋電流電壓值，產(chǎn)生合適的PWM控制信號，并通過SiC高頻驅(qū)動模塊轉(zhuǎn)換成適合SiC逆變換流模塊中SiC功率開關(guān)器件的PWM驅(qū)動信號，實現(xiàn)超高頻驅(qū)動調(diào)制；故障診斷保護模塊主要檢測主電路的過熱、過壓、欠壓、缺相等故障，并將狀態(tài)信息反饋給DSC控制器，實現(xiàn)電源的安全保護。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點與有益效果：

1、本實用新型電源切割質(zhì)量更好；所有功率開關(guān)器件全部采用基于SiC的新一代電力電子器件，逆變頻率超過200kHz，是現(xiàn)有IGBT逆變式等離子切割電源的十倍以上，整機具備更優(yōu)異的動特性，可以實現(xiàn)等離子切割弧的精細控制，切割質(zhì)量更好；既可以應(yīng)用于小功率場合，也能穩(wěn)定可靠地應(yīng)用于中大功率切割場合；

2、本實用新型電源可靠性更高；SiC功率開關(guān)器件幾乎不存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，工作應(yīng)力低，同時還擁有比目前通用的Si基MOSFET/IGBT更高的熱耐受性、更強的耐壓性能、禁帶范圍更寬，因此在高壓等離子切割工況下的可靠性更易于得到保障；

3、本實用新型電源綜合制造成本更低；本實用新型中功率開關(guān)器件損耗少，能效可超過96％以上，所需要的散熱器體積更小；同時，隨著逆變頻率的提高，主電路磁性器件和平滑濾波器件的體積重量也大幅度減少；因此本實用新型的功率密度更高，綜合制造成本低更低，性價比高。

附圖說明

圖1是本實用新型電源的系統(tǒng)原理方框圖；

圖2是本實用新型電源的主電路原理圖；

圖3是本實用新型電源的閉環(huán)控制電路原理框圖；

圖4是本實用新型電源中非接觸引弧模塊的電路原理圖；

圖5是本實用新型電源中SiC高頻驅(qū)動模塊的電路原理圖；

圖6(a)是本實用新型電源中負載電信號檢測模塊的電流采樣電路的電路原理圖；

圖6(b)是本實用新型電源中負載電信號檢測模塊的電壓分壓采樣電路的電路原理圖；

圖7(a)是本實用新型電源中故障診斷保護模塊的過壓欠壓監(jiān)測電路的電路原理圖；

圖7(b)是本實用新型電源中故障診斷保護模塊的缺相檢測電路的電路原理圖；

圖7(c)是本實用新型電源中故障診斷保護模塊的過熱檢測電路的電路原理圖；

圖8是本實用新型電源中噪聲抑制模塊的電路原理圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的描述。

實施例

如圖1～圖8所示，本實施例SiC逆變式等離子切割電源，包括主電路和閉環(huán)控制電路。主電路包括依次連接的噪聲抑制模塊、工頻整流濾波模塊、SiC逆變換流模塊、功率變壓器和SiC整流與平滑模塊，以及非接觸引弧模塊；其中，噪聲抑制模塊與交流輸入電源連接；SiC整流與平滑模塊和非接觸引弧模塊分別與負載連接。

閉環(huán)控制電路包括人機交互模塊、DSC控制器、故障診斷保護模塊、SiC高頻驅(qū)動模塊以及負載電信號檢測模塊；人機交互模塊、故障診斷保護模塊、SiC高頻驅(qū)動模塊、負載電信號檢測模塊和非接觸引弧模塊分別與DSC控制器連接；故障診斷保護模塊還分別與SiC逆變換流模塊和功率變壓器連接；SiC高頻驅(qū)動模塊還與SiC逆變換流模塊連接；負載電信號檢測模塊還與SiC整流與平滑模塊連接。

主電路中，工頻整流濾波模塊包括整流器BR1、電感L1和電容C11；SiC逆變換流模塊包括SiC功率開關(guān)器件Q1、SiC功率開關(guān)器件Q2、SiC功率開關(guān)器件Q3、SiC功率開關(guān)器件Q4、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1、電容C2、電容C3、電容C4和電容Cr；功率變壓器包括變壓器T1、電容C12和電阻R12；SiC整流與平滑模塊包括SiC整流二極管D1、SiC整流二極管D2、SiC整流二極管D3、SiC整流二極管D4、電容C5、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容C10、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、壓敏電阻YR1、壓敏電阻YR2、壓敏電阻YR3、壓敏電阻YR4和電感L2；

噪聲抑制模塊與整流器BR1的輸入端連接；電感L1和電容C11串聯(lián)，之后并聯(lián)在整流器BR1的輸出端；電容C11與SiC功率開關(guān)器件Q1和SiC功率開關(guān)器件Q2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，并且與SiC功率開關(guān)器件Q3和SiC功率開關(guān)器件Q4組成的串聯(lián)電路并聯(lián)；電阻R1和電容C1串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q1上；電阻R2和電容C2串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q2上；電阻R3和電容C3串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q3上；電阻R4和電容C4串聯(lián)后并聯(lián)在SiC功率開關(guān)器件Q4上；SiC功率開關(guān)器件Q1和SiC功率開關(guān)器件Q2的連接點通過電容Cr和變壓器T1初級與SiC功率開關(guān)器件Q3和SiC功率開關(guān)器件Q4的連接點連接；電容C12和電阻R12串聯(lián)后并聯(lián)在變壓器T1初級上；變壓器T1次級與SiC整流二極管D1和SiC整流二極管D2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，并且與SiC整流二極管D3和SiC整流二極管D4組成的串聯(lián)電路并聯(lián)；電容C5和電阻R5串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D1和壓敏電阻YR1并聯(lián)；電阻R6和電容C6串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D2和壓敏電阻YR2并聯(lián)；電容C7和電阻R7串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D3和壓敏電阻YR3并聯(lián)；電阻R8和電容C8串聯(lián)后分別與SiC整流二極管D4和壓敏電阻YR4并聯(lián)；SiC整流二極管D1和SiC整流二極管D2的連接點通過電感L2和電容C9與SiC整流二極管D3和SiC整流二極管D4的連接點連接；電阻R9和電容C10分別并聯(lián)在電容C9上；電容C10的一端與負載的正端連接，電容C10的另一端通過耦合變壓器器T2初級與負載的負端連接；耦合變壓器器T2次級與非接觸引弧模塊連接。

根據(jù)SiC功率開關(guān)器件Q1、SiC功率開關(guān)器件Q2、SiC功率開關(guān)器件Q3和SiC功率開關(guān)器件Q4的不同換流方式，電阻R1、電阻R2、電阻R3和電阻R4可以為零電阻。

DSC控制器包括內(nèi)嵌FREERTOS系統(tǒng)的DSC微處理器、電源單元、外部時鐘振蕩單元、復(fù)位單元和JTAG調(diào)試接口。

本實用新型電源可以采用單一的主電路，也可以采用多個主電路并聯(lián)方式進一步增強輸出功率，如圖3所示；圖3為本實用新型采用雙主電路并聯(lián)輸出時的閉環(huán)控制電路系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖。閉環(huán)控制電路主要由DSC控制器、人機交互模塊、故障診斷保護模塊、負載電信號檢測模塊1、負載電信號檢測模塊2、SiC高頻驅(qū)動模1和SiC高頻驅(qū)動模2，以及擴展的繼電器接口和CAN總線接口等構(gòu)成；其中，擴展的繼電器接口主要用于控制非接觸引弧模塊以及輔助的供氣裝置、冷卻裝置等的啟動與停止；CAN總線接口主要用于與機器人等裝置的數(shù)字協(xié)同通信控制；DSC控制器通過UART端口與人機交互模塊進行數(shù)字通信，接收預(yù)設(shè)工藝參數(shù)信息，并將電源系統(tǒng)的實時狀態(tài)信息在人機交互模塊上顯示；DSC控制器的高級定時器TIMER1同時產(chǎn)生多路數(shù)字PWM信號，輸入給SiC高頻驅(qū)動模1和SiC高頻驅(qū)動模2，分別驅(qū)動主電路1和主電路2；負載電信號檢測模塊1和負載電信號檢測模塊2分別采集主電路1和主電路2的電流電壓信號，并反饋回DSC控制器，從而對兩個主電路分別形成了閉環(huán)控制回路；故障診斷保護模塊同時檢測過壓、欠壓、缺相以及每個主電路的過熱情況，只要出現(xiàn)一種故障，故障診斷保護模塊的輸出電平就會發(fā)生翻轉(zhuǎn)，并輸入DSC控制器的GPIO端口，觸發(fā)中斷任務(wù)，關(guān)斷PWM輸出，實現(xiàn)電源整機的保護。

非接觸引弧模塊包括型號為IC1 555的觸發(fā)器、SiC型場效應(yīng)晶體管Q110、升壓變壓器T103、整流橋B101、放電器101、放電器102和高壓充電電容C106，以及其它外圍輔助電路。DSC控制器通過繼電器接口控制整流橋B101的輸入；型號為IC1 555的觸發(fā)器為核心的脈沖觸發(fā)電路控制SiC型場效應(yīng)晶體管Q110的快速開關(guān)；使得升壓變壓器T103的原邊得到高頻脈沖信號，然后升壓之后給C106充電，直到達到放電器P101和P102的擊穿電壓；空氣間隙擊穿后火花放電器放電，放電器P101和P102的等效電阻R、充放電電容C106、耦合變壓器T2的初級電感L形成RLC振蕩，產(chǎn)生高頻高壓信號，該信號通過耦合變壓器T2的次級T2-1和T2-2加載到電極與噴嘴之間，形成等離子弧引弧通路，進而實現(xiàn)非接觸引弧。

SiC高頻驅(qū)動模塊包括場效應(yīng)管M201、場效應(yīng)管M202、場效應(yīng)管M203、場效應(yīng)管M204、變壓器T201、變壓器T202和四個SiC驅(qū)動電路，以及其它外圍輔助電路。DSC控制器產(chǎn)生的PWM信號經(jīng)隔離放大后輸入連接器P201，經(jīng)過限流電阻直接驅(qū)動由場效應(yīng)管M201、場效應(yīng)管M202、場效應(yīng)管M203和場效應(yīng)管M204組成的推挽輸出電路。推挽輸出電路驅(qū)動變壓器T201和變壓器T202，經(jīng)過四路SiC驅(qū)動電路變換產(chǎn)生四路IGBT驅(qū)動信號。第一路SiC驅(qū)動電路中的電阻R227、電阻R235、二極管D217、電容C212構(gòu)成了SiC的“慢開快關(guān)”網(wǎng)絡(luò)；阻值較大的電阻R215限制SiC導(dǎo)通時的充電電流，從而增加SiC建立導(dǎo)通電壓的時間，達到慢開的效果，抑制開通過程的du/dt；電容C217充電以及二極管D209、電阻R219構(gòu)成的低阻回路加快了SiC關(guān)斷時寄生電容電荷釋放速度，實現(xiàn)SiC的快速關(guān)斷；這種“慢開快關(guān)”的措施在一定程度上減少了SiC的開關(guān)損耗，而且SiC工作頻率越高，這種積極作用越明顯。電阻R246為SiC的柵極電阻，其引入避免了SiC在關(guān)斷狀態(tài)下柵極寄生電容的電荷儲存而造成SiC的誤觸發(fā)，起到一種保護作用。

負載電信號檢測模塊包括電流采樣電路和電壓分壓采樣電路。電流采樣電路包括包括霍爾電流傳感器、型號為AD629的芯片U301和型號為OP177的芯片U302，以及其它外圍輔助電路?；魻栯娏髦苯虞斎脒B接器P301。電壓分壓采樣電路包括由電阻R401和電阻402組成的分壓單元、型號為LF353的芯片U401和型號為HCNR201的芯片U402，以及其它外圍輔助電路。

故障診斷保護模塊包括過壓欠壓監(jiān)測電路、缺相檢測電路和過熱檢測電路。過壓欠壓監(jiān)測電路包括由電阻R513、電阻R514、電阻R517和電阻R518組成的橋式電路、VCC直流源、比較器U501、比較器U502、光耦U515和光耦U516，以及其它外圍輔助電路。VCC直流源為變壓器降壓整流濾波后的直流電壓信號，再經(jīng)過電阻R513、電阻R514、電阻R517和電阻R518組成的橋式電路按比例降低至不同電壓值后，分別輸入至比較器U501和比較器U502的反相、同相輸入端，并與設(shè)定的參考電壓VREF比較，一旦出現(xiàn)過壓欠壓情況，則光耦導(dǎo)通，觸發(fā)DSC微處理器的中斷端口，調(diào)用故障處理任務(wù)。

缺相檢測電路包括比較器U503和光耦U514，以及其它外圍輔助電路。三相平衡時，電阻R569和電阻R570兩端都有高電壓，光耦U514輸入端經(jīng)過D512被穩(wěn)壓為15V，此時輸出高電平，再經(jīng)過電阻R568和R512分壓后與VREF進行比較，比較器U503輸出高電平信號。當(dāng)其中一相電路缺相時，光耦U514不工作，輸出近似零電平，此時比較器U503輸出低電平信號，低電平信號再經(jīng)過光耦隔離電路輸入到DSC控制器的中斷端口，觸發(fā)故障保護中斷子程序，關(guān)閉PWM輸出，使切割電源停止運行，起到保護目的。

過熱檢測電路主要由溫控開關(guān)、電阻R541、電阻R550、電容C547、電容C548、電感L502以及光耦U510組成。其中，溫控開關(guān)輸入連接器P504；溫控開關(guān)實時檢測功率變壓器和SiC功率開關(guān)器件的散熱器的溫度；當(dāng)實際溫度超過預(yù)設(shè)的閥值時，溫控開關(guān)閉合，光耦U510導(dǎo)通，DSC控制器的GPIO口管腳(PC3-IN-OH-2)電平信號被拉低，觸發(fā)過熱保護中斷子程序，實現(xiàn)過熱保護。

噪聲抑制模塊包括三相共模電感Lcm、三相差模電感L_dm、X電容C_x、Y電容C_y和泄放電阻R。其中，A、B、C接交流輸入電源，A’、B’、C’接工頻整流濾波模塊；X電容C_x主要用于濾除共模噪聲，Y電容C_y主要用于濾除差模噪聲；三相共模電感L_cm主要用來濾除共模噪聲，三相差模電感L_dm主要用來濾除差模噪聲。

本實用新型電源創(chuàng)新設(shè)計的基礎(chǔ)原理為：首先，SiC功率器件的開關(guān)速度快，開關(guān)損耗低，因此基于SiC功率器件的超高頻逆變技術(shù)能夠大幅度地提高電源的逆變頻率，從而使得電源主電路的磁性功率器件以及平滑濾波器件的體積和重量大幅降低，能量傳遞效率進一步提高；其次，由于SiC功率器件幾乎不存在電導(dǎo)調(diào)制效應(yīng)，使得它在開關(guān)過程不存在反向恢復(fù)效應(yīng)，不易產(chǎn)生大的電壓電流尖峰，器件工作應(yīng)力環(huán)境大為改善，提高了可靠性；然后，SiC功率器件具有更好的熱耐受性，不僅可靠性提高，而且散熱器的體積和重量也可以大幅度地降低，體積更小，重量更輕，功率密度更高，綜合制造成本更低；最后，由于工作頻率提高，電源的動特性得到了明顯提高，使得電源對切割電流的控制更為精細化，易于提高切割質(zhì)量。

應(yīng)用本實用新型時，交流輸入電源首先經(jīng)過噪聲抑制模塊、工頻整流濾波模塊轉(zhuǎn)換成平滑的直流電，DSC控制器將人機交互模塊傳送的預(yù)設(shè)值與負載電信號檢測模塊檢測到的實際輸出值進行比較，按照預(yù)設(shè)的算法進行運算，獲得相應(yīng)占空比和頻率的數(shù)字PWM信號，并經(jīng)SiC高頻驅(qū)動模塊的隔離放大后去驅(qū)動SiC逆變換流模塊中SiC功率開關(guān)器件按照預(yù)設(shè)的換流模式進行高頻開關(guān)，將直流電轉(zhuǎn)換成超高頻交流方波脈沖，并經(jīng)過功率變壓器隔離、降壓和傳遞功率，然后經(jīng)過SiC整流與平滑模塊轉(zhuǎn)換成平滑的直流電，輸送給電弧負載。DSC控制器一旦檢測到切割啟動指令，會首先控制非接觸引弧模塊動作，實現(xiàn)非接觸引弧，引弧成功后關(guān)閉非接觸引弧模塊，切割電源進入正常的控制流程；故障診斷保護模塊實時檢測電源的工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)過壓、欠壓、缺相、過熱等故障，則觸發(fā)DSC控制器的故障中斷任務(wù)，實現(xiàn)系統(tǒng)的安全保護。

上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受上述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。